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交通标志和信号灯实时检测与识别技术研究





重庆大学硕士学位论文
（专业学位）

学生姓名：彭祖胜
指导教师：房 斌 教 授
兼职导师：吴 琪 高 工
学位类别：工程硕士（计算机技术领域）



重庆大学计算机学院
二 O 一二年四月
Technologies of Real-time Traffic Sign and
Light Detection and Recognition



A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for
the Professional Degree
By
Peng Zusheng

Supervised by Prof. Fang Bin
Pluralistic Supervised by Senior Eng. Wu Qi
Specialty: ME（Computer Technology Filed）


College of Computer Science of
Chongqing University , Chongqing, China
April 2012
摘 要

随着社会经济的高速发展，汽车越来越普及。然而，人们在享受汽车带来出
行便利的同时，也面临着汽车带来的城市交通拥挤加剧、交通事故频发以及公路
运输效率变低的问题。此时，智能交通系统（ITS）应运而生，而且得到了众多学
者的广泛关注，其中基于图像处理技术的交通标志识别系统（TSR）与交通信号灯
识别系统（TLR），是智能交通系统（ITS）的重要组成部分，也渐渐成为国内外研
究的热点。
交通标志和信号灯检测与识别技术，在智能汽车以及辅助驾驶系统中有着重要
的作用。在自然道路环境中进行交通标志和信号灯的检测与识别，受到各种道路
环境、天气变化等因素的影响，面临着更大的困难。
本文主要研究三种交通标志：禁令标志、警告标志和指示标志，以及圆形和
箭头形的交通信号灯。本文对交通标志和信号灯分别采用不用的检测识别算法。
在交通标志的检测过程中，为避免 HSV 空间的转换带来的大量计算，本文在
RGB 彩色空间进行交通标志的检测，利用红色、黄色和蓝色的 R、G、B 三通道间
的差值关系，准确分割这三种颜色对象，解决了光照变化对交通标志的检测分割
的影响。同时，采用小图上检测、原始图上识别的策略，更进一步减少了检测阶
段的时间消耗。
在交通标志的识别过程中，采用三级识别策略，根据交通标志的颜色与形状
之间的关系，首先利用边界距离 DtB 特征进行形状分类，然后提取标志内部图案
的环投影特征进一步识别，最后通过多尺度、多角度模板进行模板匹配来精确识
别交通标志含义。
在交通信号灯的检测与识别过程中，针对交通信号灯容易出现曝光过度引起